Типологические особенности головного мозга в норме и при церебральной гипоперфузии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Стрессоустойчивость и когнитивные способности пациента, формируя личностную компоненту реабилитационного потенциала, оказывают значимое влияние на протекание и восстановительный период после церебральной гипоксии, разного генеза. Адаптация реабилитационных мероприятий к индивидуальным особенностям пациента значительно повышает эффективность реабилитационных мероприятий при инсульте и нейродегенеративных заболеваниях. Цель работы: обобщить экспериментальные и клинические исследования, характеризующие влияние индивидуальных особенностей высшей нервной деятельности на протекание церебральной гипоперфузии. Материалы и методы. Произведено исследование литературных источников наукометрических научных баз за последние 15 лет. Результаты. Уровень стрессоустойчивости имеет в своей основе альтернативные биохимические стратегии нейронального метаболизма макроэргов, нейромедиаторов. На организменном уровне это реализуется в большем базовом напряжении стрессактивирующей системы и меньшей резервной емкости симпатоадреналовой системы и приводит к более тяжелому протеканию церебральной гипоперфузии у стресснеустойчивых индивидуумов и более медленному восстановлению. Уровень стрессоустойчивости взаимосвязан с высоким базовым тонусом симпатической нервной системы, концентрацией инсулина и тестостерона. Вместе с тем низкий уровень стрессоустойчивости определяет большую чувствительность к экзогенным корригирующим влияниям при церебральной гипоперфузии. Уровень когнитивных способностей ассоциирован с астроцитарными реакциями и организацией синаптических ансамблей. Участие астроцитов в регуляции уровня глутамата, вероятно, оказывает комбинирование влияние, как на состояние когнитивных механизмов, так и на повреждение компоненотов нейро-глиальных ансамблей при гипоксии и обусловлено высвобождением S100β+, что, в свою очередь, усиливает скоординированные колебания нейронов в медиальной префронтальнй коре и гиппокампе и может быть причиной большего повреждения клеток коры больших полушарий головного мозга у животных с высоким уровнем когнитивных способностей в модели церебральной гипоперфузии.

Об авторах

В. В. Криштоп

Университет ИТМО

Автор, ответственный за переписку.
Email: bgnikon@gmail.com
SPIN-код: 3734-5479
Санкт-Петербург, Российская Федерация

Т. А. Румянцева

Ярославский государственный медицинский университет

Email: bgnikon@gmail.com
SPIN-код: 7086-0780
Ярославль, Российская Федерация

В. Г. Никонорова

Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени Д.К. Беляева

Email: bgnikon@gmail.com
SPIN-код: 2161-4838
Иваново, Российская Федерация

Список литературы

  1. Иванова Н.Е., Иванова Г.Е., Кирьянова В.В., Семенова Ж.Б., Исанова В.А., Руслякова И.А., Жарова Е.Н., Соколова Ф.М. Клинические рекомендации нейрореабилитации в нейрохирургии. Санкт-Петербург. 2014. С. 51.
  2. Коробов М.В. Реабилитационный потенциал: вопросы теории и применения в практике МСЭ и реабилитации инвалидов. Врачебно-трудовая экспертиза. Социально-трудовая реабилитация инвалидов. М: ЦБНТИ. 1995. Вып.17. 22 с.
  3. Шекунова Е.В., Кашкин В.А., Макарова М.Н., Макаров В.Г Экспериментальные модели когнитивных нарушений. Международный вестник ветеринарии. 2016. № 1. С. 105-116.
  4. Коплик Е.В. Метод определения критерия устойчивости крыс к эмоциональному стрессу. Вестн. нов. мед. технол. 2002. Т. 9. № 1. С. 16-18.
  5. Судаков К.В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. М.: Горизонт,1998.
  6. Коплик Е.В. Роль структур миндалевидного комплекса мозга в гормональных механизмах резистентности крыс к эмоциональному стрессу. Академический журнал Западной Сибири. 2015. Т. 11. № 2 (57). С. 141.
  7. Коплик Е.В., Бахмет А.А., Клочкова С.В. Роль медиальных структур миндалевидного комплекса мозга в пептидергических механизмах устойчивости к эмоциональному стрессу. Научный форум. 2018. Т. 4. № 1. С. 69-72.
  8. Горбунова A.В. Биогенные амины ретикулярной формации среднего мозга и устойчивость к эмоциональному стрессу. Нейрохимия. 2005. Т. 22. № 2. С. 107-114.
  9. Иванникова Н.О., Коплик Е.В. Об особенностях эффективности ноотропа - церебролизина у животных с разной чувствительностью к эмоциональному стрессу. Академический журнал Западной Сибири. 2013. Т. 9. № 3 (46). С. 98-99.
  10. Крыжановский Г.Н. Дизрегуляторная патология: Руководство для врачей и биологов. М.: Медицина, 2002.
  11. Зарубина И.В. Молекулярные механизмы индивидуальной устойчивости к гипоксии. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2005. Т. 4. № 1. С. 49-51.
  12. Слынько Т.Н., Заречнова Н.Н. Морфофункциональные изменения эндокринных органов при действии алкоголя в ранние сроки адаптации к высокогорью. Вестник КРСУ. 2016. Т. 16. № 3. С. 168-171.
  13. Xiong X., Liang Q., Chen J., Fan R., Cheng T. Proteomics profiling of pituitary, adrenal gland, and splenic lymphocytes in rats with middle cerebral artery occlusion. Biosci Biotechnol Biochem. 2009. T. 23. Vol. 73 (3). P. 657-64.
  14. Чубукова Т.Н., Угольник Т.С. Изменения показателей гормонов стресса и липидного спектра сыворотки крови крыс при острой церебральной ишемии. Проблемы здоровья и экологии. 2015. № 3 (45). С. 102-107.
  15. Harris T.A., Healy G.N., Colditz P.B. Associations between serum cortisol, cardiovascular function and neurological outcome following acute global hypoxia in the newborn piglet. Stress. 2009. Vol. 12. N4. P. 294-304.
  16. Antonawich F.J., Miller G., Rigsby D.C., Davis J.N. Regulation of ischemic cell death by glucocorticoids and adrenocorticotropic hormone. Neuroscience. 1999. 88 (1). P. 319-25.
  17. Mead G.E. No evidence that severity of stroke in internal carotid occlusion is related to collateral arteries. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2006. Vol. 77. P. 729-733.
  18. Obrenovitch T.P. Molecular physiology of preconditioning-induced brain tolerance to ischemia. Physiol. Rev. 2008. Vol. 88. № 1. P. 211-247.
  19. Иванникова Н.О., Коплик Е.В., Попова Э.Н., Судаков К.В. Эмоциональный стресс в развитии экспериментального геморрагического инсульта у крыс с различной стресс-устойчивостью. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2009. Т. 10. № 2. С. 39.
  20. Коплик Е.В. Особенности перекисного окисления липидов в коре головного мозга при экспериментальном геморрагическом инсульте у крыс с различной поведенческой активностью. Академический журнал Западной Сибири. 2015. Т. 11. № 1 (56). С. 69.
  21. Коплик Е.В., Перцов С.С. Морфологические изменения ткани мозга у крыс с различной поведенческой активностью при экспериментальном геморрагическом инсульте. Академический журнал Западной Сибири. 2014. Т. 10. № 2 (51). С. 118.
  22. Клюева Л.А. Клеточный состав лимфоидных узелков стенки трахеи крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу в условиях моделирования геморрагического инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2017.
  23. (8). С. 63-70. doi: 10.17116/jnevro20171178263-70
  24. Коплик Е.В., Классина С.Я. Параметры экг в динамике восстановления после постстрессорного инсульта у крыс с разными поведенческими характеристиками. Академический журнал Западной Сибири. 2016. Т. 12. № 1 (62). С. 107.
  25. Криштоп В.В., Румянцева Т.А., Пожилов Д.А. Морфология GFAP-позитивных клеток коры больших полушарий самцов и самок крыс при развитии церебральной гипоксии в зависимости от уровня стрессоустойчивости. Вестник Российского университета дружбы народов. Медицина. 2019. Т. 23. № 4. С. 397-404. doi: 10.22363/2313-0245-2019-23-4-397-404
  26. Solin A.V, Lyashev Y.D. Stress-induced changes in the liver of rats with different resistance to stress. Bull Exp Biol Med. 2014. 157 (5). P. 571-573. doi: 10.1007/s10517-014-2617-7
  27. Serikov V.S., Lyashev Y.D. Effects of Melatonin on Stress-Induced Changes in the Liver of Rats with Different Resistance to Stress. Bull Exp Biol Med. 2015. 159 (3). P. 314-317. doi:10.1007/ s10517-015-2950-5
  28. Антипенко Е.А., Густов А.В. Индивидуальная стрессоустойчивость и прогноз заболевания при хронической ишемии головного мозга. Медицинский альманах. 2014. № 3 (33). С. 36-38.
  29. Антипенко Е.А., Дерюгина А.В., Густов А.В. Влияние неспецифической цитопротективной терапии на стрессоустойчивость и компенсаторные возможности пациентов с хронической ишемией головного мозга. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2015. Т. 115. № 12. С. 74-78.
  30. Григорьев Н.Р., Баталова Т.А., Чербикова Г.Е. Методические и методологические принципы исследования когнитивных способностей крыс. Успехи физиологических наук. 2019. Т. 50. № 2. С. 93-104.
  31. Duggan M.R., Joshi S., Tan Y.F., et al. Transcriptomic changes in the prefrontal cortex of rats as a function of age and cognitive engagement. Neurobiol Learn Mem. 2019. 163:107035. doi: 10.1016/j.nlm.2019.107035
  32. Palmer L.M. Dendritic integration in pyramidal neurons during network activity and disease. Brain Res Bull. 2014. 103. P. 2-10. doi: 10.1016/j.brainresbull.2013.09.010.
  33. Srinivas K.V., Buss E.W., Sun Q., et al. The Dendrites of CA2 and CA1 Pyramidal Neurons Differentially Regulate Information Flow in the Cortico-Hippocampal Circuit. J Neurosci. 2017. 37 (12). P. 3276-3293. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2219-16.2017 33. Beaulieu-Laroche L., Toloza E.H.S., van der Goes M.S., et al. Enhanced Dendritic Compartmentalization in Human Cortical Neurons. Cell. 2018. 175 (3). P. 643-651.e14. doi:10.1016/j. cell.2018.08.045
  34. Костенко Е.В. Нейропластичность - основа современной концепции нейрореабилитации. Медицинский алфавит. Неврология и психиатрия. 2016. T. 2. № 14. С. 5-11.
  35. Jankowska E., Edgley S.A. How can corticospinal tract neurons contribute to ipsilateral movements? A question with implications for recovery of motor functions. Neuroscientist. 2006. 12. P. 67-79.
  36. Santello M., Toni N., Volterra A. Astrocyte function from information processing to cognition and cognitive impairment. // Nat Neurosci. 2019. 22 (2). 154-166. doi: 10.1038/s41593-018-0325-8.
  37. Wallach G., Lallouette J., Herzog N., et al. Glutamate mediated astrocytic filtering of neuronal activity. PLoS Comput Biol. 2014. 10 (12). P. 1003964. doi: 10.1371/journal.pcbi.1003964
  38. Poskanzer K.E., Yuste R. Astrocytes regulate cortical state switching in vivo. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2016. 113. P. 2675-2684.
  39. Brockett A.T., Kane G.A., Monari P.K., et al. Evidence supporting a role for astrocytes in the regulation of cognitive flexibility and neuronal oscillations through the Ca2+ binding protein S100β. PLoS One. 2018. 13 (4). P. 0195726. doi: 10.1371/journal.pone.0195726.
  40. Sardinha V.M., Guerra-Gomes S., Caetano I., Tavares G., Martins M., Reis J.S., Correia J.S., Teixeira-Castro A., Pinto L., Sousa N., Oliveira J.F. Astrocytic signaling supports hippocampalprefrontal theta synchronization and cognitive function. Glia. 2017. 65 (12). P. 1944-1960. doi: 10.1002/glia.23205.
  41. Santello M., Toni N., Volterra A. Astrocyte function from information processing to cognition and cognitive impairment. Nat Neurosci. 2019. 22 (2). P. 154-166. doi: 10.1038/s41593- 018-0325-8
  42. Condamine S., Verdier D., Kolta A. Analyzing the Size, Shape, and Directionality of Networks of Coupled Astrocytes. J Vis Exp. 2018. (140). P. 58116. doi: 10.3791/58116
  43. Haim B.L., Rowitch D.H. Functional diversity of astrocytes in neural circuit regulation. Nat Rev Neurosci. 2017. 18 (1). P. 31-41. doi: 10.1038/nrn.2016.159.
  44. Криштоп В.В., Румянцева Т.А., Пожилов Д.А. Экспрессия GFAP в коре больших полушарий при развитии церебральной гипоксии у крыс с различными результатами в лабиринте Морриса. Биомедицина. 2020. 16 (1). С. 89-98. https://doi. org/10.33647/2074-5982-16-1-89-98
  45. Криштоп В.В., Никонорова В.Г., Румянцева Т.А. Изменения клеточного состава коры головного мозга у крыс с разным уровнем когнитивных функций при церебральной гипоперфузии. // Журнал анатомии и гистопатологии. 2019. 8 (4). С. 22-29. doi: 10.18499/2225-7357-2019-8-4-22-29.
  46. Саулина Е.Б. Особенности полового диморфизма когнитивных способностей и структуры интересов подростков с высоким уровнем интеллекта. Психологическая наука и образование. 2015. Т 7. № 1. С. 111-121. ISSN: 2074-5885
  47. Авдей Г.М. Гендерные особенности когнитивных нарушений у больных с заболеванием крови. Материалы ежегодной итоговой науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы медицины»; Январь 22, 2013; Гродно, Режим доступа: http://elib.grsmu.by/ handle/files/15882.
  48. Ордян Н.Э. Гормональные механизмы фенотипическои модификации стрессорной реактивности в онтогенезе крыс: автор. дисс. док. биолог. наук. Санкт-Петербург. 2003. 48 стр.
  49. Gross H. Sanctioning Pregnancy: A Psychological Perspective on the Paradoxes and culture of research. New York: Routledge. 2007. P. 177.
  50. Волков А.О., Потапов В.А., Клигуненко Е.Н., Мамчур А.Й., Ветошка И.А. Cвязь когнитивных нарушений с физиологическими изменениями во время беременности. Медико-соціальні проблеми сім’ї. 2014. Т. 19. № 2. С. 19-25.
  51. Rupprecht R. Neuroactive steroids: mechanisms of action and neuropsychopharmacological properties. Psychoneuroendocrinology. 2003. V. 28. N. 2. P. 139-168.
  52. Сашков В.А., Сельверова Н.Б., Ермакова И.В. Возрастные и половые особенности поведения и уровня стероидных гормонов в мозге у крыс в неонатальном и раннем постнатальном периоде развития. Новые исследования. 2008. Т. 1. № 14-1. С. 52-61.
  53. Голибродо В.А. Исследование когнитивных способностей лабораторных мышей с использованием генетических моделей: автореф. дис. канд. биол. наук. Москва, 2014. 24 стр.
  54. Hadar R., Edemann-Callesen H., Hlusicka E.B., et al. Recurrent stress across life may improve cognitive performance in individual rats, suggesting the induction of resilience. Transl Psychiatry. 2019. 9 (1). P. 185. doi: 10.1038/s41398-019-0523-5.

© Криштоп В.В., Румянцева Т.А., Никонорова В.Г., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах